Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

 

Содержание

Как рассчитать параметры циркуляционного насоса

В данной статье рассказывается о том, как рассчитать параметры циркуляционного насоса в отопительной системе, руководствуясь при этом малым объемом технической информации об особенностях и характеристиках данной системы. Этот метод расчета применяется в основном для частных малоэтажных зданий.

Мы подготовили пример расчета, чтобы наглядно вам показать, что на самом деле произвести расчет важных параметров для определения оптимальных характеристик циркуляционного насоса намного легче, чем может показаться на первый взгляд.

Циркуляционный насос выбирается по двум основным характеристикам: H — напору, выраженному в метрах; Q — расходу, выраженному в м 3 /час.

Определение напора циркуляционного насоса

Насос должен создавать необходимое давление, чтобы жидкость могла преодолевать все препятствия в системе отопления и заполнять радиаторы теплоносителем. При проектировании новой системы возможны точные расчеты с учетом сопротивления всех элементов нитки (труб, фитингов, арматуры и приборов); обычно необходимые сведения приводятся в паспортах на оборудование. Если такой информации нет, можно использовать формулу:

Формула расчета напора

  • 1,2 — смесителя/устройства, предотвращающего естественную циркуляцию;
  • если установка не оснащена ни терморегулирующим вентилем, ни смесителем, ZF = 1,3;
  • для контура с терморегулирующим вентилем ZF = 1,3 х 1,7 = 2,2;
  • когда система включает оба прибора ZF = 1,3 х 1,7 х 1,2 = 2,6.

Расчет производительности циркуляционного насоса

Для того, чтобы вычислить производительность циркуляционного насоса Q pu , необходимо знать тепловую мощность Q, удельную теплоемкость теплоносителя Cw, его плотность p и разность температур конструкции Δt .

Подача насоса в расчетной точке вычисляется при помощи следующей формулы:

Расчет производительности насоса

Символ формулыОписание
QТепловой поток или тепловая мощность. В этом случае речь идет о необходимой тепловой нагрузке или имеющейся мощности котла, которые должны соответствовать поставленной задаче.
pПлотность теплоносителя. В данном случае можно принять ≈ 1 кг/л. (вода).
CwУдельная теплоемкость. Считается как 1,16 Вт*ч/кг*К (вода).
ΔtРазница температур Δt зависит от вида отопительной системы: Δt=20 °С для стандартных двухтрубных систем; Δt=10 °С для низкотемпературных отопительных систем и теплых полов.

Пример расчета

Руководствуясь данным примером, вы сможете достоверно разобраться с тем, как совершать расчеты, чтобы определить параметры циркуляционного насоса. Помимо этого, представленный ниже эскиз имеет все необходимые данные для расчета производительности и высоты подъема.

Эскиз

Эскиз для примера расчета

Посмотрев на эскиз можно определить следующие значения:

  • ширина – 15 м;
  • длина – 20 м;
  • высота – 12 м;
  • год постройки – 1990;
  • ZF = 2,2 (фитинги + клапан термостата);
  • потери давления – 120Па/м;
  • потери тепла – 80 кВт;
  • температуры в системе отопления – 75/55.

Расчет напора Н

  1. R = 120 Па/м;
  2. L = (15+20+12)*2=94 м
  3. ZF = 2.2

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Расчет потока Qpu

  1. Q = 80 кВт
  2. p = 1 кг/л
  3. Cw = 1,16 (Вт*ч)/(кг*К)
  4. Δt = 75C-55C = 20К

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Наиболее важные данные для определения оптимальных параметров циркуляционного насоса успешно рассчитаны. На следующем этапе пользуясь каталогом, или проконсультировавшись с продавцами в магазине, необходимо определить группу насосов, в параметры которых попадает необходимая рабочая точка.

Для примера воспользуемся онлайн-программой компании Grundfos. Данное приложения является бесплатным. Более детально интерфейс и функционал программы будет рассмотрен далее.

Определение насоса через сайт Grundfos

Для того, чтобы иметь возможность выбрать насос на базе программной платформы, Grundfos запустила онлайн приложение WebCAPS. Как можно это сделать, Вы узнаете далее, а пока Вам необходимо перейти на сайт компании Grundfos WebCAPS и перейти в раздел «Подбор» насоса.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Далее задайте расчеты высоты подъема и потока, а в поле «Выбор варианта подбора по:» выберите пункт «Отопление». Есть еще много настроек, этих трех значений вполне достаточно, чтобы приложение смогло произвести расчеты и предложить оптимальный вариант насоса, который эффективно будет функционировать в данной системе. Затем нажмите кнопку «Начать подбор».

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Готово. Grundfos предлагает варианты насосов на основании введенных данных. Для получения дополнительной информации о продукте, а также подробного описания всего функционала данного насоса, необходимо кликнуть на любой из насосов.

Определение рабочей точки

Теперь очень важно найти насос, который будет иметь функциональные параметры соответствующие допустимому диапазону рабочих значений. Называется набор таких параметров «рабочей точкой насоса». Она должна располагаться в середине красной области приведенного ниже графика.

Оптимальная рабочая точка насоса

На графике: оптимальная рабочая точка насоса

Области кривой характеристик насоса и что они значат:

  1. Область минимальной потребности системы в теплоносителе. Если рабочая точка находится в этой области, нужно выбрать меньший насос.
  2. Если рабочая точка находится в этом диапазоне, насос будет работать в оптимальном режиме до 98 % от общего рабочего времени.
  3. Максимальная нагрузка на систему отопления, рассчитанная на холодную пятидневку. Если рабочая точка находится в этом диапазоне, насос будет работать в оптимальном режиме только в течении нескольких самых холодных дней в году.

Трехскоростные насосы следует выбирать по графику второй скорости.

Для того, чтобы выяснить, какой насос будет более подходящим сравните характерные кривые друг с другом.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

На фото: характеристическая кривая насоса MAGNA3 25-40

Для примера выбран MAGNA3 25-40. Здесь рабочая точка находится во второй трети характеристической кривой насоса. Так, можно предположить, что в основном насос будет работать в оптимальном режиме.

Как видите, с помощью этих нескольких шагов, можно выбрать насос, который будет идеально подходить для функционирования вашей отопительной системы.

Вывод

Используя данные советы можно с легкостью рассчитать напор и производительность насоса, а потом посредством приложения подобрать оптимальные модели. Однако, если вы не уверены в правильности своих расчетов, следует обратиться за консультацией к специалисту.

В нашем рейтинге лучших циркуляционных насосов, мы определили самые лучшие насосы по отзывам пользователей. А если вас интересуют насосы Grundfos, то мы подготовили обзор, как определить подделку от оригинала.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Для повышения качества отопления необходимо установить циркуляционный насос. Модель, правильно подобранная по основным параметрам, в несколько раз ускорит движение горячей воды по контуру.

Это даст более равномерный и качественный обогрев и одновременно поможет снизить расход ресурсов. Результат – хорошая работа отопительной системы и минимальная оплата.

Как рассчитать мощность циркуляционного насоса для отопления, чтобы улучшить обогрев дома и оптимизировать расходы на оплату?

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Циркуляционный насос в системе отопления

Что нужно знать для расчета мощности циркуляционного насоса

Чтобы рассчитать циркуляционный насос для системы отопления, нужно понимать, какие функции он будет выполнять. У прибора две основные задачи:

  • создание напора воды, достаточного для преодоления гидравлического сопротивления узлов системы;
  • перекачивание по контуру такого объема горячей воды, который обеспечит эффективный прогрев всех помещений здания.

Для полноценного расчета мощности циркуляционного насоса отопления необходимо определить следующие параметры:

  • Расход насоса (его еще называют производительностью или подачей). Это показатель объема воды, который устройство способно перекачать за 1 час. Расход измеряют в м.куб./ч.
  • Напор. Этот показатель определяет гидравлическое сопротивление, которое преодолевает насос и измеряется в метрах.

Желательно, чтобы расчетами занимался опытный инженер. Если нет возможности обратиться к специалисту, можно выяснить нужные показатели с помощью формул и таблиц.

Определив напор и расход насоса, вычисляют нужную производительность и подбирают подходящую модель по каталогу. Если купить прибор с регулируемой производительностью, то задача еще облегчается.

В этом случае небольшие ошибки в расчетах не будут принципиально важны.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Циркуляционный насос Grundfos

Как выяснить показатель расхода насоса

Формула расчета выглядит так: Q=0,86R/TF-TR

Q – расход насоса в м.куб./ч;

  • R – тепловая мощность в кВт;
  • TF – температура теплоносителя в градусах Цельсия на входе в систему,
  • TR – на выходе.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Схема расположения циркуляционного насоса отопления в системе

Три варианта расчета тепловой мощности

С определением показателя тепловой мощности (R) могут возникнуть трудности, поэтому лучше ориентироваться на общепринятые нормативы.

Вариант 1. В европейских странах принято учитывать такие показатели:

  • 100 Вт/м.кв. – для частных домов небольшой площади;
  • 70 Вт/м.кв. – для многоэтажек;
  • 30-50 Вт/м.кв. – для производственных и хорошо утепленных жилых помещений.

Вариант 2. Европейские нормы хорошо подходят для регионов с мягким климатом. Однако в северных районах, где бывают сильные морозы, лучше ориентироваться на нормы СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети», в которых учтена наружная температура до -30 градусов Цельсия:

  • 173-177 Вт/м.кв. – для небольших зданий, этажность которых не превышает двух;
  • 97-101 Вт/м.кв. – для домов от 3-4 этажей.

Вариант 3. Ниже предложена таблица, по которой можно самостоятельно определить необходимую тепловую мощность с учетом назначения, степени износа и теплоизоляции здания.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Таблица: как определить нужную тепловую мощность

Формула и таблицы расчета гидравлического сопротивления

В трубах, запорной арматуре и любых других узлах системы отопления возникает вязкое трение, которое приводит к потерям удельной энергии. Это свойство систем называют гидравлическим сопротивлением.

Различают трение по длине (в трубах) и местные гидравлические потери, связанные с наличием клапанов, поворотов, участков, где изменяется диаметр труб и т.п.

Показатель гидравлического сопротивления обозначают латинской буквой «H» и измеряют в Па (паскалях).

  1. Формула расчета: H=1,3*(R1L1+R2L2+Z1+Z2+….+ZN)/10000
  2. R1, R2 обозначают потери давления (1 – на подаче, 2 – на обратке) в Па/м;
  3. L1, L2 – длина трубопровода (1 – подающего, 2 – обратного) в м;
  4. Z1, Z2, ZN – гидравлическое сопротивление узлов системы в Па.
  5. Чтобы облегчить расчеты потерь давления (R), можно воспользоваться специальной таблицей, где учтены возможные диаметры труб и приведены дополнительные сведения.

Таблица для определения потерь давления

Усредненные данные по элементам системы

Гидравлическое сопротивление каждого элемента системы отопления приведено в технической документации. В идеале следует воспользоваться характеристиками, указанными производителями. При отсутствии паспортов изделий можно ориентироваться на примерные данные:

  • котлы – 1-5 кПа;
  • радиаторы – 0.5 кПа;
  • вентили – 5-10 кПа;
  • смесители – 2-4 кПа;
  • тепломеры – 15-20 кПа;
  • обратные клапаны– 5-10 кПа;
  • регулирующие клапаны – 10-20 кПа.

Сведения о гидравлическом сопротивлении труб из различных материалов можно вычислить по таблице ниже.

Таблица потерь давления в трубах

Как рассчитать циркуляционный насос отопления от мощности котла

Зачастую случается так, что котел приобретен заранее, а остальные элементы системы подбирают позже, ориентируясь на показатели мощности отопительного прибора, заявленные производителем. Нередко циркуляционный насос покупают для модернизации систем отопления с естественной циркуляцией, чтобы обеспечить возможность ускорения движения теплоносителя.

Если известна мощность котла, используют формулу: Q=N/(t2-t1)

Q – расход насоса в м.куб./ч;

  • N – мощность котла в Вт;
  • t2 – температура воды в градусах Цельсия на выходе из котла (входе в систему);
  • t1 – на обратке.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

График соотношения напорной и расходной характеристик. Чем ближе на графике точки А и В, тем лучше насос подходит для системы

Видео: подбор циркуляционного насоса отопления

Выяснив расход и напор циркуляционного насоса, можно найти подходящую по параметрам модель. При этом следует читать техническую документацию к приборам и обращать внимание на маркировку.

Обычно на корпусе насоса указан диаметр патрубков, к которым их можно присоединить (первая цифра маркировки), и высота подъема жидкости в дециметрах (вторая цифра). Зная нужные характеристики, легко определиться.

А качественная трехскоростная модель обеспечит комфортную температуру в доме при любой погоде, даже если расчеты были не идеальны.

Рекомендации по подбору циркуляционного насоса отопления

Насос циркуляции это один из важнейших элементов обязательных устройств в системе отопления частного дома, от правильности его работы зависит гидравлика отопления и теплоотдача батарей либо других источников теплопередачи тепла от греющего котла в отапливаемые помещения.

Рассчитать циркуляционный насос для отопления точно практически не возможно без многочисленных знаний, но приблизительно произвести подбор и сделать расчет напора вполне реальная задача для частника. Важны параметры скорости и проходимости отопительной жидкости по трубопроводам дома.

Рассчитать циркуляционный насос точно практически не возможно, но приблизительно вполне реальная задача, и нужная при устройстве обогрева дома в зимнее время года! Рассмотрим рекомендованные формулы для упрощенного подбора циркуляционных насосов.

Рекомендуется начать расчет насоса с вычисления его производительности.

Важно знать: Высота дома и этажность не имеет значения при подборе циркуляционного насоса!

Производительность циркуляционного насоса

Для расчета производительности циркуляционного насоса для системы отопления в доме необходимо знать один из следующих параметров:

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

  • а) Отапливаемая площадь помещений;
  • б) Мощность источника тепла (котел).
  • Если Вам известна отапливаемая площадь всех помещений, сначала надо рассчитать необходимую мощность источника тепла по формуле.
  • Формула расчета мощности котла в соотношении отапливаемых помещений:
  • Q — необходимая тепловая мощность, кВт.
  • S — отапливаемая площадь всех помещений, м2
  • Q1 — удельное тепло потребление здания:
  • 80 Вт/м2 — многоквартирный дом более 4 этажей
  • 100 Вт/м2 — офисное здание до 4 этажей
  • 120 Вт/м2 — частный дом не более 4 этажей

пример расчета 90 x 120 / 1000 = 10.8 кВт требуется котел для частного дома 90 квадратных метров.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

  1. Далее производим расчет производительности насоса по формуле:
  2. Q2 — подача насоса в м3/ч
  3. Q — необходимая тепловая мощность, кВт.

1.16 — удельная теплоемкость воды, Вт.

  • t1 — температура воды на выходе из котла в C
  • t2 — температура воды на входе в котел в C
  • (t1 – t2 ) это разница температур, обычно задается в зависимости от вида системы отопления, для стандартных радиаторных систем это значение 20 C, теплый пол 5, другие низкотемпературные системы 10 или 15 градусов.
  • Следующим шагом требуется произвести расчет и определить напор насоса.

Расчет напора циркуляционного насоса

Самое важное замечание: напор циркуляционного насоса зависит не от высоты здания! Напор зависит от гидравлического сопротивления отопительной системы в доме. Поэтому необходимо произвести расчет именно сопротивления труб.

Что нужно знать для расчета напора циркуляционного насоса.

Вам нужна схема (проект) системы отопления дома состоящая из всех комплектующих:

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

  1. Метраж всех трубопроводов отопления в доме
  2. Диаметр этих труб и их сопротивление в Па/м (в интернете легко можно найти таблицы привязанные к вашим трубам в зависимости от выбранного материала)
  3. Количество поворотов и дополнительных деталей (кран, обратный клапан, вентиль).
  1. Расчет сопротивления рассчитывается по формуле:
  2. H — напор насоса в М.
  3. R — сопротивление прямой трубы (шероховатость), Па/м.
  4. I — общая длина труб в доме
  5. ∑ Z — сумма местного сопротивления всех деталей (фитинг, кран, клапан, тройник) Значения этих коэффициентов для деталей трубопровода составляет примерно 30% от потерь в прямой трубе, то есть грубо 1.3
  6. p — плотность перекачиваемой жидкости (вода, незамерзающая жидкость) = 971.6

q — ускорение свободного падения, м/с2. = 9.81

В случаях со старыми зданиями и отсутствия документации по системе отопления можно произвести вариант приблизительного расчета напора циркуляционного насоса, упрощенный вариант формулы.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

  • H — напор насоса в М.
  • R — потери на трение в прямой трубе системы отопления, Па/м.
  • Пример расчета напора циркуляционного насоса:
  • Допустим Вы делаете систему отопления из полипропиленовых труб.
  • Сопротивление (шероховатость) полипропиленовых труб в среднем по диаметрам применяемых для строительства частного дома составляет 120 Па/м
  • Ориентировочно на 90 м2 дома уходит 60 метров труб при двухтрубной системе (учитывается длинна от источника тепла до самого дальнего радиатора и обратно) и некоторое количество фитинг деталей по общей длине (20 уголков, 10 тройников, 4 крана, 1 обратный клапан.

120 x 60 x 1.3 = 9360 Па/м.

Основы выбора циркуляционного насоса для отопления

После расчета напора и производительности вам требуется определить рабочую точку, у каждого производителя насосов имеется график с указанием рабочих возможностей всего модельного ряда, как бытовых, так и промышленных. Рассматривая график, например насосов фирмы WILO, нужно найти наиболее близкие показатели. Наиболее оптимальная работа насоса в средней трети графика с гидравлическими характеристиками.

Читать статью  Как залить воду в котел бакси

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Из расчета примеров для частного дома в 90 м2 с системой отопления из полипропиленовых трубопроводов и алюминиевых радиаторов получается такие данные:

H = 1 м.

Q2 = 0.47 м3/ч.

  1. Как видно из графика Вам подходит насос WILO STAR-RS 25 или 30/2
  2. Модель Star-RS, стандартный циркуляционный
  3. 25 или 30/ — Номинальный внутренний диаметр Rp 1″ или 1 1/4″
  4. 2 — Номинальная высота подачи [м] при расходе Q = 0 м3/ч

Очень часто эта зона выделена толстой линией, очень редко бывает когда расчетная точка совпадает с гидравлической характеристикой насоса. Чаще всего эта точка лежит между характеристиками двух насосов, при выборе конкретной модели насоса не нужно выбирать самый мощный, поскольку даже менее мощный циркуляционный насос полностью обеспечит систему отопления.

В свободной продаже можно найти и други марки циркуляционных насосов согласно расчетным характеристикам, например при выборе марки GRUNDFOS Вы получите более дорогой, но в тоже время более надежный циркуляционный насос. Конечно присутствуют и более выгодные по цене предложения «ХОЗЯИН», средний сегмент AQUARIO.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

В современном мире становится жить проще, нам помогает продвинутая интеллектуальная техника и самостоятельный расчет и подбор насоса уходит в прошлое.

Компания ГРУНДФОС производит специальные насосы с функцией AUTOADAPT, автоматическая настройка рабочих характеристик GRUNDFOS модель ALPHA2 25/60 с учетом расхода теплоносителя сопративление труб.

Читайте также: Бериллиевая бронза – свойства и сферы применения

Анализируя нагрузку на отопительную систему, насос сам производит расчет и обеспечивает баланс между максимальным уровнем комфорта и минимальным энергопотреблением. GRUNDFOS ALPHA2 спроектированы для циркуляции жидкостей в системах отопления.

Как рассчитать параметры циркуляционного насоса

В данной статье рассказывается о том, как рассчитать параметры циркуляционного насоса в отопительной системе, руководствуясь при этом малым объемом технической информации об особенностях и характеристиках данной системы. Этот метод расчета применяется в основном для частных малоэтажных зданий.

Мы подготовили пример расчета, чтобы наглядно вам показать, что на самом деле произвести расчет важных параметров для определения оптимальных характеристик циркуляционного насоса намного легче, чем может показаться на первый взгляд.

Циркуляционный насос выбирается по двум основным характеристикам: H — напору, выраженному в метрах; Q — расходу, выраженному в м3/час.

Определение напора циркуляционного насоса

Насос должен создавать необходимое давление, чтобы жидкость могла преодолевать все препятствия в системе отопления и заполнять радиаторы теплоносителем.

При проектировании новой системы возможны точные расчеты с учетом сопротивления всех элементов нитки (труб, фитингов, арматуры и приборов); обычно необходимые сведения приводятся в паспортах на оборудование.

Если такой информации нет, можно использовать формулу:

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

  • 1,2 — смесителя/устройства, предотвращающего естественную циркуляцию;
  • если установка не оснащена ни терморегулирующим вентилем, ни смесителем, ZF = 1,3;
  • для контура с терморегулирующим вентилем ZF = 1,3 х 1,7 = 2,2;
  • когда система включает оба прибора ZF = 1,3 х 1,7 х 1,2 = 2,6.

Расчет производительности циркуляционного насоса

Для того, чтобы вычислить производительность циркуляционного насоса Qpu, необходимо знать тепловую мощность Q, удельную теплоемкость теплоносителя Cw, его плотность p и разность температур конструкции Δt .

Подача насоса в расчетной точке вычисляется при помощи следующей формулы:

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Символ формулыОписание
QТепловой поток или тепловая мощность. В этом случае речь идет о необходимой тепловой нагрузке или имеющейся мощности котла, которые должны соответствовать поставленной задаче.
pПлотность теплоносителя. В данном случае можно принять ≈ 1 кг/л. (вода).
CwУдельная теплоемкость. Считается как 1,16 Вт*ч/кг*К (вода).
ΔtРазница температур Δt зависит от вида отопительной системы: Δt=20 °С для стандартных двухтрубных систем; Δt=10 °С для низкотемпературных отопительных систем и теплых полов.

Пример расчета

Руководствуясь данным примером, вы сможете достоверно разобраться с тем, как совершать расчеты, чтобы определить параметры циркуляционного насоса. Помимо этого, представленный ниже эскиз имеет все необходимые данные для расчета производительности и высоты подъема.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Эскиз для примера расчета

Посмотрев на эскиз можно определить следующие значения:

  • ширина – 15 м;
  • длина – 20 м;
  • высота – 12 м;
  • год постройки – 1990;
  • ZF = 2,2 (фитинги + клапан термостата);
  • потери давления – 120Па/м;
  • потери тепла – 80 кВт;
  • температуры в системе отопления – 75/55.

Расчет напора Н

  1. R = 120 Па/м;
  2. L = (15+20+12)*2=94 м
  3. ZF = 2.2

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Расчет потока Qpu

  1. Q = 80 кВт
  2. p = 1 кг/л
  3. Cw = 1,16 (Вт*ч)/(кг*К)
  4. Δt = 75C-55C = 20К

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Наиболее важные данные для определения оптимальных параметров циркуляционного насоса успешно рассчитаны. На следующем этапе пользуясь каталогом, или проконсультировавшись с продавцами в магазине, необходимо определить группу насосов, в параметры которых попадает необходимая рабочая точка.

Расчет и подбор насоса для отопления: формулы, примеры, инструкции

Современную автономную систему отопления невозможно представить без хорошего циркуляционного насоса.

С помощью этого полезного устройства можно в несколько раз повысить качество обогрева жилища и эффективность работы отопительного оборудования.

Чтобы выбрать из многочисленных предложений производителей модель, которая подходит конкретной системе, следует выполнить правильный расчет насоса для отопления, а также учесть ряд важных практических нюансов.

Для чего нужен насос в системе отопления?

Большинству жителей верхних этажей в многоквартирных домах хорошо знакомо такое явление как холодные батареи. Это результат отсутствия в системе давления, необходимого для ее нормальной работы. Теплоноситель перемещается по трубам медленно и остывает уже на нижних этажах.

С такой же ситуацией могут столкнуться и владельцы частного дома: в самой дальней точке отопительной системы трубы и радиаторы слишком холодные. Эффективно решить проблему поможет циркуляционный насос.

Обратите внимание, что системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя могут быть вполне эффективны в небольших частных домах, но даже в этом случае имеет смысл подумать о принудительной циркуляции, поскольку при правильной настройке системы это позволит снизить общие расходы на отопление.

Упрощенно такой насос представляет собой мотор с ротором, который погружен в теплоноситель. Ротор вращается, заставляя воду или другую нагретую жидкость перемещаться по системе с заданной скоростью, создавая необходимое давление. Насос может работать в различных режимах.

Например, установив устройство на максимум, можно быстро прогреть остывший в отсутствие хозяев дом. Затем восстанавливают настройки, которые позволяют получить наибольшее количество тепла при минимальных расходах. Различают модели циркуляционных насосов с «сухим» и «мокрым» ротором.

В первом случае ротор насоса погружен в жидкость только частично, а во втором случае — полностью. Насосы с «мокрым» ротором издают при работе меньше шума.

Как рассчитать параметры насоса?

Правильно подобранный водяной насос для отопления должен решать две задачи:

  • создавать в системе напор, способный преодолеть гидравлическое сопротивление отдельных ее элементов;
  • обеспечивать перемещение по системе достаточного для обогрева здания количества тепла.

Исходя из этого, при выборе циркуляционного насоса следует рассчитать потребность здания в тепловой энергии, а также общее гидравлическое сопротивление всей отопительной системы. Без этих двух показателей подобрать подходящий насос просто невозможно.

Полезная информация о выборе циркуляционного насоса содержится в следующем видеоматериале:

Расчеты производительности насоса

Производительность насоса, которую в расчетных формулах обычно обозначают как Q, отражает количество тепла, которое может быть перемещено за единицу времени. Формула для расчетов выглядит так:

  • Q — объемный расход, куб. м./ч;
  • R — необходимая тепловая мощность для помещения, кВт;
  • TF — температура на подаче в систему, градусов Цельсия;
  • TR — температура на выходе из системы, градусов Цельсия.

Потребность помещения в тепле (R) рассчитывается в зависимости от условий. В Европе принято рассчитывать этот показатель, исходя из норматива:

  • 100 Вт/кв. м площади небольшого частного дома, в котором не более двух квартир;
  • 70 Вт/кв. м площади многоквартирного дома.

Если же расчеты проводятся для зданий с низкой теплоизоляцией, значение показателя следует увеличить. Для расчетов по помещениям на производстве, а также по зданиям с очень высокой степенью теплоизоляции рекомендуется использовать показатель в пределах 30-50 кВт/ кв. м.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

С помощью этой таблицы можно более точно рассчитать потребность в тепловой энергии для помещений различного назначения и с различным уровнем теплоизоляции

Расчет гидравлического сопротивления системы

Следующий важный показатель — гидравлическое сопротивление, которое необходимо будет преодолеть циркуляционному насосу. Для этого следует рассчитать высоту всасывания насоса. Обычно этот показатель обозначают как «H». Можно использовать следующую формулу:

  • R1, R2 – потеря давления на подаче и обратке, Па/м;
  • L1,L2 – длина линии подающего и обратного трубопровода, м;
  • Z1,Z2…..ZN – сопротивление отдельных элементов отопительной системы, Па.

Для определения R1 и R2 следует воспользоваться приведенной ниже таблицей:

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

В этой таблице представлены дополнительные данные для более точного расчета гидравлического сопротивления, возникающего в отопительной системе частного дома

Гидравлическое сопротивление отдельных элементов и узлов отопительной системы обычно указано в сопровождающей их технической документации. Если по какой-то причине такая документация отсутствует, можно воспользоваться примерными данными:

  • котел — 1000-2000 Па;
  • смеситель — 2000-4000 Па;
  • термостатический вентиль — 5000-10000 Па;
  • тепломер — 1000-15000 Па.

Для других частей отопительной системы смотрите данные в этой таблице:

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Если техническая документация по каким-то причинам утрачена, можно рассчитать гидравлическое сопротивление отдельных элементов отопительной системы с помощью данных, приведенных в этой таблице

Количество скоростей циркуляционного насоса

Большинство современных моделей циркуляционных насосов снабжены возможностью регулировать скорость работы устройства.

Чаще всего это трехскоростные модели, с помощью которых можно корректировать количества тепла, поступающего в помещение.

Так, при резком похолодании скорость работы насоса увеличивают, а в случае потепления — уменьшают, чтобы температура воздуха в комнатах оставалась комфортной для проживания.

Для переключения скоростей существует специальный рычаг, размещенный на корпусе устройства. Большой популярностью пользуются модели циркуляционных насосов, снабженные системой автоматического регулирования скорости работы устройства в зависимости от изменения температуры наружного воздуха.

Следует отметить, что это лишь один из вариантов такого рода расчетов. Некоторые производители используют при подборе насоса несколько иную методику вычислений. Можно попросить выполнить все расчеты квалифицированного специалиста, сообщив ему подробности устройства конкретной отопительной системы и описав условия ее работы.

Обычно рассчитываются показатели максимальной нагрузки, при которой будет работать система. В реальных условиях нагрузка на оборудование будет ниже, поэтому можно смело приобретать циркуляционный насос, характеристики которого несколько ниже расчетных показателей.

Приобретение более мощного насоса не целесообразно, поскольку это приведет к ненужным расходам, но работу системы не улучшит.

После того, как все необходимые данные получены, следует изучить напорно-расходные характеристики каждой модели с учетом разных скоростей работы. Эти характеристики могут быть представлены в виде графика. Ниже приведен пример такого графика, на котором отмечены и расчетные характеристики устройства.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

С помощью этого графика можно подобрать подходящую модель циркуляционного насоса для отопления по показателям, рассчитанным для системы конкретного частного дома

Точка А соответствует необходимым показателям, а точкой В обозначены реальные данные конкретной модели насоса, максимально приближенные к теоретическим расчетам. Чем меньше расстояние между точками А и В, тем лучше подходит модель насоса для конкретных условий эксплуатации.

Несколько важных замечаний

Как уже отмечалось выше, различают циркуляционные насосы с «сухим» и «мокрым» ротором, а также с автоматической или ручной системой регулировки скоростей.

Специалисты рекомендуют использовать насосы, ротор которых полностью погружен в воду, не только из-за пониженного уровня шума, но и потому, что такие модели справляются с нагрузкой более успешно.

Установку насоса осуществляют таким образом, чтобы вал ротора располагался горизонтально. Подробнее про установку читайте здесь.

При производстве высококачественных моделей используется прочная сталь, а также керамический вал и подшипники. Срок эксплуатации такого устройства составляет не менее 20 лет. Не стоит выбирать для системы горячего водоснабжения насос с чугунным корпусом, поскольку в таких условиях он быстро разрушится. Предпочтение стоит отдать нержавейке, латуни или бронзе.

Если при работе насоса в системе появляется шум, это не всегда говорит о поломке. Нередко причина этого явления — воздух, оставшийся в системе после запуска. Перед пуском системы следует спустить воздух через специальные клапаны. После того, как система проработает несколько минут, нужно повторить эту процедуру, а затем отрегулировать работу насоса.

Читайте также: Аппарат для сварки алюминия – особенности работы и возможности оборудования

Если запуск производится с использованием насоса с ручной регулировкой, необходимо сначала установить прибор на максимальную скорость работы, в регулируемых моделях при пуске отопительной системы следует просто отключить блокировку.

Калькулятор расчета напора циркуляционного насоса — с необходимыми пояснениями

Чтобы система отопления с принудительной циркуляцией работала с требуемой эффективностью, необходимо, чтобы насос не только обеспечивал перекачивание определенного объёма теплоносителя за единицу времени. Чрезвычайно важное значение имеет создаваемый циркуляционным насосом напор.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Калькулятор расчета напора циркуляционного насоса

Несоответствие этого параметра реальным условиям может привести к «запиранию» контуров, то есть неработоспособности отдельных участков или даже всей системы отопления в целом. Правильно определиться с нужной характеристикой прибора поможет калькулятор расчета напора циркуляционного насоса.

Ниже будут приведены и необходимые пояснения

Калькулятор расчета напора циркуляционного насоса

Перейти к расчётам

Пояснения к проведению расчетов

Циркуляционный насос имеет основную задачу — он должен обеспечивать перекачку теплоносителя в определенных объемах для доставки требуемого количества тепловой энергии на все приборы теплообмена. Провести расчет производительности — несложно: можно воспользоваться специальным калькулятором.

Но для того чтобы в полной мере справиться со своей функцией, насос должен обладать способностью преодолеть гидравлическое сопротивление контуров отопления. А оно может быть весьма немалым.

  • Во-первых, любая система отопления, даже самая простейшая – это определенная длина труб, которые обязательно обладают своим гидравлическим сопротивлением.
  • Во-вторых, серьезными препятствиями для свободного перемещения теплоносителя становятся элементы запорной и регулировочной арматуры. Особенно это актуально для систем отопления, оснащенных термостатическими приборами регулировки температуры в приборах теплообмена.

Формулы расчета суммарного гидравлического сопротивления системы – достаточно слоны и громоздки.

Но в предлагаемом калькуляторе применен упрощенный алгоритм, который, однако, дает результат со вполне допустимой погрешностью, и имеющий определенный эксплуатационный резерв.

Таким образом, приобретая насос с показателями, не ниже расчётных, можно быть уверенным в работоспособности системы по этому критерию.

Цены на циркуляционные насосы

  • В калькуляторе будет запрошена длина труб в системе. Указывается полная, суммарная длина всех вертикальных и горизонтальных участков, и подачи и «обратки».
  • В поле особенностей применяемой запорно-регулировочной арматуры следует выбрать пункт, наиболее близко подходящий к условиям создаваемой системы отопления.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Что еще важно знать о циркуляционных насосах?

Подробная информация об устройстве этих приборов, об их основных характеристиках, критериях выбора, о правилах врезки в систему – в специальной статье, посвящённой циркуляционным насосам для отопления.

Расчет и подбор циркуляционного насоса

Как известно, при проектировании любой системы первостепенное значение имеет точность расчета ее параметров.

Однако бывают случаи, когда этого сделать невозможно, поэтому приходится полагаться на приблизительные расчеты, например, при замене циркуляционного насоса в старом здании.

Какие же факторы являются решающими при подборе наиболее оптимального циркуляционного насоса и какие практические советы можно дать инженерам и проектировщикам при решении этой задачи?

Циркуляционный насос выполняет функцию принудительной циркуляции теплоносителя в системах отопления закрытого и открытого типов.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Циркуляционный ускоритель Вильгельма Оплендера конструкции 1929 года

Основные требования к расчету параметров насоса

С изобретением циркуляционного насоса был сделан решающий шаг от системы отопления с естественной циркуляцией к системе с принудительной циркуляцией горячей воды. Учитывая это, вполне справедливым представляется название, которое дал изобретатель в 20-х годах прошлого столетия первой подобной конструкции, – «циркуляционный ускоритель».

Теперь циркуляция воды с помощью насоса, как носителя энергии, не только ускоряется, но и отвечает всем требованиям современной техники автоматического регулирования.

Поэтому, чтобы сделать правильный выбор и настройка циркуляционного насоса, проектировщик должен рассматривать отопительную систему в ее целостном функциональном назначении.

Количественные значения тепловой энергии, которая производится и поставляется, рассчитываются согласно величины общего теплопотребления дома. Перенос энергии к поверхности нагрева обеспечивается насосом.

При этом она должна преодолевать сопротивление трения во всех трубопроводах и различных компонентах системы отопления. Этим объясняются оба требования, которые выдвигаются к конструктивным данным циркуляционной помпы: необходимой подаче и обеспечения напора достаточно высокого уровня.

Оптимальное положение расчетной точки, которое впоследствии определяется более точно, – правая часть средней трети. При выборе циркуляционного насоса необходимой мощности следует, кроме того, учитывать конкретные условия ее использования при проектировании нового дома или для переоснащения старого.

Расчет необходимой подачи

Параметры системы отопления нового дома с высоким уровнем точности определяются с помощью компьютерного проектирования. Теплопотребление дома и производительность насоса определяются по нормативам.

Потери в результате трения в трубопроводах (в единицах измерения давления – мбар или ГПа) определяются по ненормированным, но стандартизированным методом вычисления, применяемого для расчета систем трубопроводов.

Этот метод также позволяет вычислить напор насоса в метрах.

Поскольку проектная документация старых зданий, как правило, долго не хранится, а технические характеристики трубопроводов таких домов (например, диаметр, пути прокладки и т.п.) определить практически невозможно, при их реставрации или переоснащении приходится полагаться на приблизительную оценку и расчеты.

Читать статью  Гидравлический расчет системы отопления: главные цели и задачи выполнения данного действия

Необходимая подача

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Необходимая подача насоса вычисляется по формуле: час

  • где Q – теплопотребления дома, кВт;
  • 1,163 – удельная теплоемкость воды, Вт•ч/(кг К);
  • ∆υ – разница температуры подающего и обратного потока воды, К

Применение циркуляционных насосов в новых домах

Расчеты по приведенной выше формуле осуществляются автоматически в пределах расчетной программы. Согласно нормативам теплопотребления здания – это сумма величин теплопотребления отдельных помещений. Потери тепла вследствие влияния холодного наружного воздуха составляют не более 50% от суммы, поскольку ветер обдувает лишь один сторону дома.

Однако увеличение величины этих потерь добавлением доли на передачу тепла может привести к выбору большего котла и помпы, чем это необходимо.

Если теплопотребления помещения рассчитать по этой рекомендации как для квартиры с «частично ограниченным отоплением», то для каждого отапливаемого соседнего помещения учитывается перепад температуры величиной 5 К (рис 3).

Нормативный тепловой поток в доме

Этот метод вычисления наиболее пригоден для расчета мощности отопительного радиатора, необходимого для обеспечения потребности в тепле в каждом конкретном случае. Полученные при этом показатели мощности котла на 15-20% завышены. Поэтому при определении параметров насоса необходимо учитывать следующую закономерность:

Q необх. потребл.=0,85*Q норм. потребл.

Специалисты на основании многолетнего опыта придерживаются мнения, что в случае получения предельного значения следует выбирать меньшее из двух насосов. Причиной этого является отклонение реальных данных от расчетных.

Применение циркуляционных насосов в старых домах

Теплопотребления старого дома можно определить лишь приблизительно. При этом основой расчетов является удельное теплопотребление на квадратный метр отапливаемой полезной площади. В ряде нормативных таблиц приводятся ориентировочные значения теплопотребления зданий в зависимости от года их постройки.

В нормативе HeizAnlV (Германия) указано, что можно отказаться от осуществления основательного исчисления теплопотребления, если приборы, которые производят тепло, заменено центральным отоплением и их номинальная тепловая мощность не превышает 0,07 кВт на 1 м2 полезной площади дома; для отдельно стоящих домов, состоящих не более чем из двух квартир, этот показатель составляет 0,10 кВт/м2. Опираясь на вышеприведенную формулу, можно вычислить удельный подачу насоса:

  • где V – удельная подача насоса, л/(ч • м2);
  • Q- удельный тепловой поток, Вт/м2 (номинальная тепловая мощность равна 70 Вт/м2 в многоквартирных домах и 100 Вт/м2 в отдельных домах на одну или две семьи).

Взяв за пример систему отопления в многоквартирном доме со стандартной разницей температуры подающего и обратного потока 20 К, получаем следующие расчеты:

V=70 Вт/м2: (1,63 Вт*час/(кг*К)*20К)= 3,0[л/(час*м2)]

Следовательно, на каждый квадратный метр жилой площади помпа должна подавать за час 3 литра воды. Специалисты-теплотехники должны всегда помнить эту величину. Если величина перепада температур другая, с помощью расчетных таблиц можно быстро осуществить необходимые перерасчеты.

Определение производительности по удельным теплопотреблением

Сделаем расчеты для дома средней величины, состоящий из 12 квартир по 80 м2 каждая, общей площадью около 1000 м2. Как видно из таблицы, циркуляционный насос при ∆υ = 20 К должен обеспечивать подачу 3м3/ч. Для обеспечения потребности в тепле такого дома временно избирается нерегулируемый насос типа Star-RS 30/6.

Более точный подбор соответствующего насоса возможен только после определения величины необходимого напора.

Определение напора системы отопления

Потери давления в системе отопления определяются через расчеты параметров сети отопительных трубопроводов. При этом рассматривается самая длинная нить трубопровода, поскольку в ней, как правило, наибольшие потери давления. Поэтому необходимым является выравнивание давления во всех нитях трубопроводов, которое обеспечивается применением дифференциального регулятора давления .

В противном случае вода, идя по пути наименьшего сопротивления, будет течь короткими участками трубопроводов обратно к отопительному котлу и сбалансированное поставки тепла будет невозможным.

Вычисление параметров тепловых насосов

Основой исчисления параметров насоса, необходимого для использования в системе отопления старого здания, является определение потерь давления, которые включают, с одной стороны, потери в прямых отрезках трубопроводов, в фитингах и сантехническом оборудовании, а с другой – в других компонентах системы отопления (котел, смесители, и т.д.). Эти расчеты осуществляются по следующей формуле:

  • где R – удельная потеря давления в прямых отрезках трубопроводов, Па/м (можно взять с номограмм);
  • l – длина самой длинной нити трубопровода (суммарная длина подающего и обратного трубопроводов), м;
  • Z – работа показатели дополнительной потери давления в фитингах и других элементах трубопроводов, Па.

Напор циркуляционного насоса высчитывается по формуле:

где p- плотность среды, что подается, кг/м3;
g – ускорение свободного падения, м/с2.

В вычислительных программах сначала добавляют потери давления на разных участках трубопровода, а затем делят на обе полученные величины:

Величина напора наносится на вертикальную ось кривой характеристики насоса.

Осуществление расчетов параметров насоса, необходимого для обеспечения отопления старого здания, связанные с определенными трудностями.

В то время как размеры и другие характеристики наружных стен старых зданий можно достаточно точно измерить, определить параметры проложенных в нем трубопроводов практически невозможно.

Так же невозможно получить данные о состоянии внутренней поверхности труб, например, о возможных отложений, коррозии и т.д.

В таком случае специалисты прибегают к так называемой методики предельного значения, которая заключается в определении предельной величины потери давления, которая влечет возникновение механического шума в отопительных трубопроводах, и настройке теплового насоса с помощью дифференциального регулятора давления на это предельное значение (см. рис. 5), в результате чего удается обеспечить равномерное распределение тепла по всей отопительной сети.

Последовательность этого процесса такова: исходя из размеров дома определяется самая длинная нить трубопровода от котла до самого отдаленного радиатора отопления (суммарная величина длины, ширины и высоты дома, умноженная на два с учетом длины подающего и обратного трубопроводов). Практический опыт свидетельствует, что величина сопротивления старых трубопроводов колеблется в пределах 100-150 Па/м. Следовательно, разница потерь давления определяется по формуле:

  • где R – удельная потеря давления на трение, Па/м;
  • l – максимальная длина (суммарная длина длина подающего и обратного трубопроводов), м;
  • Dk – дополнительный коэффициент.

Читайте также: Компрессор для пескоструйного аппарата: выбор, изготовление своими руками

Показатели дополнительных коэффициентов взято из практического опыта. Потери давления в прямых отрезках трубопроводов составляют:

  • в фитингах и сантехническом оборудовании – около 30 % эустомыПК1 = 1,3;
  • в термостатических вентилях – около 70 % эустомыДК2 = 1,7;
  • смесители – около 20 % эустомы ДК3 = 1,2.

Дополнительный коэффициент при наличии фитингов и термостатических вентилей (1,3•1,7) составляет 2,2; при наличии фитингов, термостатических вентилей и смесителя(1,3•1,7•1,2) – 2,6.

Пример 12-квартирного дома

Рассмотрим подробнее упомянутый выше пример 12-квартирного дома, который состоит из 3 этажей по 4 квартиры каждый. Отопительный котел находится в центре дома под лестничной клеткой.

Поскольку оба отопительные контуры являются параллельными и имеют одинаковую длину, можно отказаться от выравнивания давления с помощью дифференциального регулятора давления. Максимальная длина трубопроводов составляет 30 м, отсюда суммарная длина подающего и обратного трубопроводов составляет около 60 м.

Предполагается, что внутреннее сопротивление труб равна 130 Па/м. Система отопления оснащена смесителем. В ходе ремонта дома в отопительную систему монтируют новые термостатические вентили.

  • Примерные параметры для дома после ремонта в соответствии с формулой ∆p = R • l • ДК являются следующими:
    130 Па/м • 60 м • 2,6 = 20280 Па = 203 ГПа.
  • Для определения параметров помпы, как известно, действительны следующие соотношения:
  • 1 ГПа = 1мбар = 1 см.
  • Таким образом, необходимый напор циркуляционной помпы составляет H = 203 см = 2,0 м.

Выбор циркуляционного насоса

Предварительно выбранная помпа Star-RS 30/6 (см. таблицу) полностью соответствует требованиям этого дома. Ее было вмонтировано вместо помпы типа S 40/80 r, которая была слишком большой.

ПОТРЕБЛЯЕМАЯ МОЩНОСТЬ

Главной составной кривой характеристики насоса есть изображение потребляемой мощности двигателя насоса (см. нижнюю часть рис. 4). Как видно из рисунка, потребляемая мощность повышается с увеличением подачи. Три линии соответствуют изменении мощности при относительно постоянной частоте вращения насоса.

  1. Описанные в статье формулы и последовательность осуществления расчетов приведены на рисунке, из которого видно, что расчеты для новых и старых зданий осуществляются по-разному.
  2. При подборе соответствующего циркуляционного насоса для системы отопления старого дома следует также учитывать следующие факторы:
    • ранее использовались большие насосы;
    • в связи с техническим развитием наблюдается значительное повышение уровня гидравлической мощности;
  3. • теплоизоляция старых домов неоднократно совершенствовалась, соответственно, уровень потребления тепловой энергии уменьшался, что, в свою очередь, позволило использовать в системе отопления котлы и насосы меньших размеров.
  4. Таким образом, если невозможно получить точные расчеты, как, например, в случае со старыми зданиями, при подборе соответствующего циркуляционного насоса приходится полагаться на приблизительные оценки, большинство из которых проверена временем и подтверждена практическим опытом.

Ергардт Бушер, Клаус Вальтер “Вибрать помпу несложно. Шаг за шагом к правильному выбору циркуляционной помпы необходимой мощности”
(журнал “М+Т” №01.2003)

Выбор циркуляционного насоса для системы отопления. Часть 3

Определение напора насоса.

Следующим важным параметром, по которому подбирается циркуляционный насос, является напор.

Как мы уже отмечали в предыдущей статье, насос «заставляет» теплоноситель «бегать» по замкнутому контуру, разнося тепло по комнатам дома.

На своем пути вода встречает повороты, ответвления, сужения и расширения участков трубопровода. Кроме того, ей приходится проходить целый ряд важных элементов системы отопления: фильтр грубой очистки, запорную и регулировочную арматуры, теплообменник котла и т.д.

Все перечисленные участки пути, по которым бежит вода, оказывают сопротивление ее движению. Чтобы преодолеть это сопротивление и вовремя доставить тепло нуждающимся в этом помещениям, воде нужно передать определенную побуждающую силу.

Вот этой силой и является такая важная характеристика, как напор, который измеряется в метрах водяного столба. Этот параметр, по сути, показывает: на какую высоту данный насос может поднять воду.

Если он может поднять воду на эту высоту, то, соответственно, передаст воде такую же силу для преодоления гидравлического сопротивления трубопровода и элементов системы отопления на всем пути ее следования.

Спешим, однако, сказать, что в системе отопления сама геодезическая составляющая (количество этажей в здании, этаж, на котором стоит циркуляционный насос, а также этаж, на котором находится самый последний по высоте отопительный прибор и т.д.

) не имеет никакого значения. В отличие от системы водоснабжения, где насосу приходится поднимать воду от одной точки до другой и создавать избыточное давление, система отопления является замкнутой.

Теплоноситель в контуре течет за счет перепада давления, которое создает насос.

Как же все это посчитать и понять, какой напор нужен насосу?

  • Отталкиваться нужно от потерь давления в самой системе отопления.
  • Представьте, что вам нужно перевезти мебель из одного места в другое.
  • С чего вы начнете решение этой задачи?
  • Вы станете заказывать машину или сначала посмотрите объем мебели?

Конечно же, прежде чем заказывать машину, вам нужно увидеть объем перевозимого груза. Это поможет определиться с маркой машины, ее грузоподъемностью и вместимостью.

  1. Также обстоит дело и при выборе напора насоса.
  2. Чтобы понять, какой нужен напор, необходимо посчитать каким гидравлическим сопротивлением обладает сама система отопления, и какое препятствие она будет создавать движению воды.
  3. Для этого расчета используют формулу:
  4. ΔP = 1,3 * Σ [R * L] + ΣZ, где
  5. ΔP — потеря давления в системе, Па (измеряется в Паскалях);

Как мы уже говорили, напор насоса измеряется в метрах, а систему считаем в Паскалях. Как соизмерить эти единицы, поговорим чуть дальше.

R — потери давления в трубах, Па/м;

L — длина труб в метрах всего контура отопления (подача и обратка), по которому циркулирует теплоноситель. Расчет ведется по самому длинному и нагруженному контуру (если контуров несколько). Также следует учитывать изменение диаметра трубопровода на разных участках. Поэтому длина конкретного участка считается отдельно.

Z — потери в других элементах системы, Па;

Σ — сумма (символ не несет конкретной цифры, а обозначает сумму тех чисел или параметров, который следуют за ним).

Применение формулы на практике

По нанесенной на план схеме отопления, где уже проставлена тепловая нагрузка на каждый участок системы (нагрузку считаем, используя методику, приведенную в предыдущей статье), находим самое длинное циркуляционное кольцо. Если диаметр трубопровода на протяжении всего кольца не меняется, то просто записываем его длину. Если кольцо имеет трубы разного диаметра, то считаем общую длину труб каждого диаметра, включая подачу и обратку.

Дальше можно воспользоваться одним из двух способов определения сопротивления системы:

  1. сопротивление, заложенное в проекте (от 100 до 150 Па/м);
  2. сопротивление, создаваемое величиной расхода в зависимости от выбранной скорости движения теплоносителя — оптимальной считается скорость равная 0,3 — 0,7 м/c (по принципу: чем больше расход теплоносителя протекает через одно и то же сечение трубы, тем больше сопротивление движению теплоносителя оказывают внутренние стенки трубы и других элементов системы).

Первый способ — самый легкий для расчета. Сопротивление участков трубы закладывается на стадии проекта по показателям, выверенным на практике и прошедших апробацию в течение продолжительного времени.

  • Что это за показатели?
  • Это закладываемое сопротивление участка трубы вне зависимости от ее внутреннего диаметра, равное 100 — 150 Па/м.
  • Как это делается?
  • Практикой установлено, что гидравлическое сопротивление трубопровода, равное 100 — 150 Па/м, является наиболее приемлемым с точки зрения оптимизации по: стоимости материала, трудозатратам, выполнению требований СНиП, а также будущим энергозатратам, связанным с работой циркуляционного насоса и других устройств.

Поэтому, заложив, к примеру, сопротивление, равное 100 Па/м, проектировщик приступает к расчету расхода теплоносителя на магистралях, ветках, стояках и т.д., по которым тепло движется в отапливаемые помещения.

Рассчитав тепловые нагрузки и пользуясь заложенными в проект сопротивлением (100 Па/м), проектировщик увеличивает или уменьшает внутренний диаметр трубопровода.

А чем пользуется проектировщик, чтобы понять: когда сопротивление трубопровода при расчетной величине лежит в пределах заложенного сопротивления, а когда выходит за этот предел?

Хотя для этого есть специальные формулы, в большинстве случаев пользуются готовым таблицами, взятыми у производителя трубопровода или из приложений справочников. Пример такой таблицы вы можете посмотреть ниже (для увеличения картинки кликните левой кнопкой мышки по изображению).

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

  1. Итак, чем же прост этот способ расчета сопротивления отопительной системы дома?
  2. Тем, что измерив длину труб самого протяженного циркуляционного кольца (включая подачу и обратку), вы умножаете ее на 100 Па/м и получаете гидравлическое сопротивление основного циркуляционного кольца.
  3. Затем полученную цифру увеличиваете на 30% (в большинстве случаев этого достаточно, чтобы учесть потери давления на угольниках, тройниках, не считая их количество и их КМС — коэффициент местного сопротивления).

Далее к полученной цифре вы прибавляете потери давления на фильтре грубой очистки в чистом состоянии (данные берутся в каталоге конкретного производителя), потери давления в котле и потери давления на запорной и регулировочной арматуре. Все перечисленные данные берутся из паспортов или каталогов конкретного производителя.

Выполнив все действия, вы рассчитали потери давления в основном циркуляционном кольце системы отопления.

«Очень долго и сложно», — скажете вы.

Нет! На самом деле, на практике все происходит гораздо быстрее. И пример, рассмотренный ниже, доказательство этому.

Давайте посчитаем потери давления в системе отопления жилого дома, для которого мы рассчитывали расход теплоносителя.

Напомним, площадь дома равна 490 м2.

Предположим, что дом четырехуровневый с цокольным этажом, где находится котел и насос. В результате замера, учитывая выбранную схему системы отопления, длина всех труб самого длинного циркуляционного кольца (включая подачу и обратку) у вас получилась 90 м.

В проекте вы решили заложить потери давления в трубопроводе, равные 150 Па/м. В системе у вас заложен фильтр грубой очистки с потерями давления 5000 Па (из каталога производителя). Также установлен котел, потери давления в котором составляют 1770 Па. И не забудем добавить 30% потерь давления от потерь трубопровода на повороты, сужения и ответвления.

  • Подставляем полученные значения в формулу и получаем:
  • 1,3 * (90 * 150) + 1770 + 5000 = 24320 Па.
  • Таковы потери давления в нашей системе.
  • Чтобы подобрать насос, переведем Паскали в метры.
  • 1 м = 9807 Па (или приблизительно в 1 м — 10000 Па).
  • В нашем случае мы получили потерю давления в системе отопления, равную
  • 24320 / 9807 = 2,48 м.
  • А теперь будем подбирать насос, но сначала поговорим о таких понятиях как:
  • кривая работы насоса;
  • рабочая точка насоса;
  • КПД.

Перейти к заключительной части.

Часть 1; Часть 2; Часть 3; Часть 4.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: калькулятор, подбор параметров

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: калькулятор, подбор параметров

Обычно в частных домах проводят монтаж тепловых контуров с принудительным движением горячей воды по трубам. Поэтому при проектировании коммуникации приходится выполнять расчет циркуляционного насоса для системы отопления калькулятором специального назначения или с помощью формул, чтобы безошибочно подобрать нагнетатель. Рассмотрим конструкцию и принцип работы такого устройства. Читайте до конца и узнаете его основные разновидности, особенности применения и расчета основных параметров. Расскажем также о других характеристиках и маркировке.

Пример установленного электронасоса

Конструктивные особенности и принцип функционирования электронасоса

Насос для циркуляции теплоносителя представляет собой центробежное устройство. Его конструкция состоит из следующих главных частей:

  1. прочного корпуса;
  2. ротора, необходимого для передачи вращающего момента от вала мотора на турбинный блок;
  3. крыльчатки турбины, имеющей лопатки наклонной формы – это рабочее колесо циркуляционного электронасоса;
  4. уплотнительных средств, представляющих собой изоляцию для исключения проникновения воды к электрическим и другим частям перекачивающего устройства;
  5. основной электросхемы, посредством которой выполняется переключение скоростей электронасоса, и проводится контролирование работы его электродвигателя.
Читать статью  Необходимый диаметр труб для разных систем отопления

Исполнение определенной модели влияет на устройство циркуляционного насоса для отопления. Он может иметь корпус разной формы, от которой зависит, как располагается входной и отводящий патрубок. Эту особенность учитывают при выборе. Иначе трудно будет или вообще не удастся выполнить монтаж конкретного устройства, так как оно может не подойти по форме к монтажному месту.

Электронасос с двумя патрубками

Насос для циркуляции теплового носителя имеет небольшие размеры. Благодаря малым габаритам его нередко устанавливают внутри корпуса бытового отопительного котла на газе. Вместе с ним нередко размещают устройства безопасности.

Назначение циркуляционного отопительного электронасоса повлияло непосредственно на его размеры. Он имеет небольшие габариты, потому что ему не нужно нагнетать в системе рекордное давление. Из-за этого все такие устройства представляют собой маломощные насосы. Однако их производительности вполне хватает для использования во внутридомовых автономных тепловых системах. Тем более от такого насосного оборудования требуется перемещать носитель тепла фактически только по горизонтали.

Важно! Каждый циркуляционный насос для тепловой системы используется, чтобы преодолевать гидравлическое сопротивление трубопроводного контура. Такое устройство является нагнетательным оборудованием.

Если циркуляционный электронасос является частью коллекторной группы напольного отопления, тогда от него требуется создание небольшого потока. Ведь в напольном отоплении отсутствуют существенные гравитационные силы.

Установленный насос в системе напольного отопления

Принцип работы циркуляционного насоса следующий:

  1. Входной патрубок нагнетателя принимает поток теплоносителя.
  2. С ротора вращательный момент начинает передаваться на рабочее турбинное колесо после запуска мотора.
  3. Вращающееся колесо турбины захватывает теплоноситель наклонными лопатками. Носитель тепла начинает двигаться к его краю благодаря действию центробежной силы.
  4. Давление и скорость теплоносителя увеличивается, чем ближе он перемещается к краю турбинного колеса.
  5. Через выходной патрубок происходит выброс жидкого носителя тепла.

На заметку! Во входном отверстии электронасоса возникает разрежение по мере продвижения теплового носителя к краю рабочего диска. Из-за этого происходит захват новой порции теплопереносящей среды, которая перемещается дальше по системе.

В процессе работы на входе циркуляционного насоса создается разрежение

Во время подбора циркуляционного насоса необходимо обращать внимание на его параметры. Чтобы нагнетатель эффективно обслуживал сечь определенной протяженности, нужно учитывать в его характеристиках указанное количество теплового носителя, которое он сможет перекачивать. Когда необходимо увеличить напор вместе с производительностью, монтируют дополнительное насосное устройство. Оно обеспечит требуемый поток, а также будет способствовать подъему теплоносителя, например, на второй этаж. Дополнительный насос практически всегда используют в зонированном напольном отоплении.

В отопительных системах, включая автономные обогревающие сети, устанавливают разные типы циркуляционных электронасосов. Эти нагнетатели изготавливаются с роторами в двух вариантах исполнения.

Электронасосы с мокрой роторной системой

Чаще всего в автономных тепловых сетях монтируют насосы с ротором в мокром исполнении. Работа узлов этой разновидности нагнетателей осуществляется непосредственно в теплопереносящей среде. Именно из-за этого они стали так называться.

Разнообразные электронасосы с мокрой роторной системой

У каждого такого циркуляционного насоса для отопления принцип работы и устройство одинаково:

  • ротор нагнетателя находится в отдельном стакане, который качественно уплотнен или имеет вихревую защиту для исключения утечек теплоносителя;
  • после включения электронасоса подшипники скольжения и другие роторные детали работают в теплопереносящей среде;
  • во время перекачивания теплоносителя все составные части устройства непрерывно смазываются.

Именно конструктивные особенности обеспечивают стабильную работу мокрых роторных систем. Они обладают существенными преимуществами, включая низкий уровень шума и отсутствие необходимости постоянно выполнять обслуживание.

Достоинства электронасоса с мокрым ротором на примере модели Grundfos

Для исключения попадания воздуха в область ротора в конструкции электронасоса предусмотрены выпускные отводы. Один из них, который находится спереди нагнетателя, используется для спуска газа, когда осуществляется регулировка работы или пусконаладка перекачивающего устройства. Верхний же выпускной отвод обеспечивает бесперебойное функционирование автоматизированной отопительной сети.

На заметку! Если в трубопроводную систему отопления попадает воздух, тогда ускоряется износ вращающихся деталей электронасоса с мокрым ротором. Они начинают перегреваться и даже могут заклинить. Это приведет к полной поломке нагнетателя. Чтобы он максимально долго работал, необходимо обеспечить отсутствие воздуха и абразивных частичек в теплопереносящей среде. Для этого электрические насосы с мокрым ротором используют исключительно в закрытых отопительных контурах.

Установленный насос в закрытом внутридомовом отопительном контуре

Электронасосы с ротором в сухом исполнении

Турбинный блок насоса с сухим ротором тщательно изолирован для исключения проникновения теплоносителя. Он работает только при таких условиях. Система сухого ротора отличается более эффективным охлаждающим процессом, так как отсутствует прямой контакт с нагретой теплопереносящей средой. Однако такая разновидность насосов издает больше шума. Сухие системы также отличаются более низким уровнем надежности, потому что их конструкция не обеспечивает постоянную смазку вращающихся деталей.

Насосы с сухим ротором популярны, так как их работа не ухудшается, если происходит завоздушивание отопительного контура. Такие нагнетатели даже могут перемещать теплоноситель с абразивными частичками. Данные взвеси в меньшей степени влияют на функционирование электронасосов с сухим ротором. Абразивные частицы негативно воздействуют только на их турбины. Однако эти детали у насосов с сухим ротором обладают большим ресурсом выработки на отказ по сравнению с узлами, работающих при непосредственном контакте с теплоносителем и в конструкции которых присутствуют подшипники скольжения.

Насос с ротором в сухом исполнении может работать даже в завоздушенной системе

Открытые отопительные контуры домов опасны тем, что в них выше вероятность попадания воздуха. Его наличие никак не способствует улучшению работы электронасосов с мокрой роторной системой. Из-за завоздушивания в воде появляется кислород. Его наличие становится причиной окисления металлических элементов отопительной внутридомовой сети. В частности, это стальные трубопроводы и батареи. Из-за окисления металлических узлов в теплопереносящей жидкости повышается количество ржавчины. Поэтому рекомендуется в открытых системах отопления устанавливать электронасосы, у которых ротор работает без контакта с теплоносителем. В таких отопительных контурах также более высокая вероятность появления абразивных взвесей. Кроме того, в них чаще возникают гидравлические удары. Это все тоже не способствует работе нагнетателей.

В открытой отопительной системе устанавливают насос с сухим ротором

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Электронасосы с регулируемой скоростью работы

Большое влияние на работу системы отопления оказывает скорость, с которой насос выполняет перекачивание теплоносителя. Если конструкция нагнетателя позволяет ее изменять, тогда удается:

Электронасос с возможностью регулирования скорости работы

  • выбрать оптимальный режим функционирования насосного устройства;
  • стабилизировать температуру батарей независимо от их удаленности от котельного оборудования;
  • снизить температуру теплопереносящей среды при одновременном сохранении эффективной работы отопительной системы, потому что при высокой скорости движения теплоносителя во время каждого прохода жидкости по замкнутой сети теряется меньшее количество тепловой энергии.

Производители выпускают циркуляционные насосы в разном техническом исполнении. В частных внутридомовых отопительных контурах могут устанавливаться устройства, которые постоянно работают только на одной скорости. При выборе такой модели подбирают требуемую производительность с учетом технических характеристик используемого котла и общего количества теплопереносящей жидкости в системе. Производители также выпускают насосы, которые могут работать на двух, трех и даже четырех скоростях. Их функционирование происходит за счет изменения направления переключения полюсных пар электродвигателя.

На заметку! Более совершенной моделью является насос с частотным управлением. Однако такое устройство стоит значительно дороже. В нем переключение скоростей происходит не ступенчато, а с помощью плавного регулирования. Такое устройство циркуляционного насоса позволяет выполнять тонкую настройку работы внутридомовой системы отопления.

Электронасос с частотным управлением

Применение электронасосов во внутридомовых системах отопления

Циркуляционные отопительные электронасосы монтируются на обратке внутридомовой системы. Если тепловой контур обеспечивает обогрев двухэтажного дома, тогда обычно на втором уровне устанавливают еще одно нагнетательное устройство. Для лучшего понимания особенностей применения циркуляционных насосов рассмотрим более подробно их использование в конкретных отопительных системах.

Контур отопления закрытого типа

Эта разновидность отопительной системы представляет собой полностью герметичную инженерную коммуникацию. В таком тепловом контуре:

Условная схема отопительной системы закрытого типа с баком-гидрокомпенсатором

  1. Давление больше аналогичного атмосферного параметра.
  2. Теплоноситель не контактирует с воздушной средой помещений.
  3. Устанавливается расширительный бачок-гидрокомпенсатор, в конструкции которого присутствует эластичная мембрана, воздушная и жидкостная полость. Задачей этого оборудования является создание обратного давления, чтобы компенсировать расширение нагретой теплопереносящей среды.

Закрытые внутридомовые тепловые контуры обладают целым рядом достоинств. Одним из их преимуществ является возможность обессоливания используемой воды. Это позволяет исключить появление осадка и предотвратить образование накипи в теплообменном узле котла. Кроме того, в закрытой системе можно использовать антифриз в качестве теплоносителя. Его применение позволяет исключить перемерзание отопительного контура.

На заметку! В закрытой инженерной коммуникации используют разные составы в качестве теплоносителя. Это может быть раствор из воды и спирта или даже машинное масло.

В частных домах создают однотрубные и двухтрубные отопительные системы закрытого типа. Почти всегда в их конструкции присутствуют краны Маевского, которые устанавливаются на батареях. Они позволяют выполнять более точную настройку коммуникаций. Благодаря наличию кранов Маевского также не приходится проводить монтаж отдельной системы, посредством которой будет удаляться воздух из теплового внутридомового контура. Их наличие еще позволяет не монтировать предохранители перед электронасосом, обеспечивающего циркуляцию теплоносителя.

Двухтрубная отопительная закрытая система

На заметку! Если трубы закрытой отопительной сети прокладываются не под наклоном, тогда система не будет работать при отсутствии циркуляционного насоса. Такой контур также перестает функционировать, когда отключается электричество.

Отопительный контур открытого типа

Открытая внутридомовая тепловая сеть состоит практически из тех же элементов, что и закрытый контур. Это трубы, батареи и даже расширительный бак, но немного другой конструкции. Однако механика у открытого теплового контура кардинально другая:

В открытой отопительной системе давление, как на улице

  1. Теплоноситель движется по системе в основном за счет гравитационной силы.
  2. В контуре имеется разгонный трубопровод. Именно по нему нагретая тепло переносящая жидкость поднимается вверх. Когда возникает необходимость увеличения циркуляции, этот участок контура делают максимально длинным.
  3. Монтаж обратного и подающего трубопровода выполняется с уклоном.
  4. Расширительный бачок имеет открытую конструкцию, что подразумевает прямой контакт носителя тепла с воздушной средой.
  5. В открытом тепловом контуре давление такое же, как и на улице.

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Электронасос монтируется на обратном трубопроводе для усиления циркуляции теплоносителя. Это оборудование также компенсирует минусы уже смонтированной отопительной системы открытого типа. К ее возможным недостаткам относится слишком маленький наклон трубопроводов и очень большое гидравлическое сопротивление, причиной которого становятся многочисленные повороты и стыки.

Во время эксплуатации открытой системы обязательно приходится выполнять ее обслуживание. Например, регулярно добавляется вода. Ведь она постоянно испаряется, потому что расширительный бачок не является полностью герметичной емкостью. Кроме того, в батареях и трубах постоянно протекает коррозионный процесс. Он является причиной появления абразивных частиц в теплоносителе.

В открытую систему отопления приходится периодически добавлять воду из-за ее испарения через негерметичный расширительный бачок

Эффективность работы правильно смонтированной системы отопления открытого типа не уменьшается, когда происходит отключение электричества. Другими словами, контур из труб, которые проложены под нужным наклоном, продолжает функционировать даже после остановки циркуляционного насоса. Чтобы гарантированно обеспечить его работу в такой ситуации, систему оснащают байпасом. Кран на нем открывают, когда отключается электричество и перестает работать насос. После этого теплоноситель начинает циркулировать по контуру за счет действия гравитационной силы.

Система напольного отопления

Контуры напольного отопления будут гарантированно эффективно и стабильно работать, если расчет циркуляционного насоса выполнен профессионально и без ошибок. Ведь только в этом случае удастся правильно подобрать необходимую модель, без которой ни один теплый пол не может функционировать.

Система «Теплый пол» работает только с циркуляционным насосом

Принцип монтажа нагнетателя для циркуляции теплоносителя следующий:

  • к входному патрубку насоса подключается трубопровод со средой, которая представляет собой смесь горячей воды из котла и обратки системы «Теплый пол»;
  • коллектор подачи напольного отопления соединяется с выходным патрубком электронасоса.

Сама же система функционирует следующим образом:

Через насос поступает теплоноситель заданной температуры в подающий коллектор напольного отопления

  1. Терморегулятор, который монтируется возле входного патрубка нагнетателя, выполняет управление смесительным узлом. Его работа осуществляется на основе данных, которые поступают от внешнего источника. Это могут быть датчики, размещенные в помещениях частного дома.
  2. В коллектор подачи напольного отопления поступает теплоноситель заданной температуры и распределяется по контурам системы.
  3. В обратный коллектор приходит остывшая вода.
  4. Терморегулятор посредством смесительного узла изменяет количество горячего теплоносителя из котла, который соединяется с обраткой напольного отопления.
  5. В коллектор подачи теплого пола с помощью электронасоса поступает теплоноситель заданной температуры.

На заметку! На работу системы напольного отопления не влияют гравитационные силы. Из-за этого ее контуры перестают обогревать, если происходит отключение электрической энергии и прекращает работу циркуляционный насос.

Расчет насоса для циркуляции теплоносителя в системе отопления

Перед тем как подобрать циркуляционный насос для системы отопления, расчет обязательно проводится независимо от вида теплового контура в доме. Если он будет правильно выполнен, удастся установить нагнетатель, который обеспечит прокачку теплоносителя в нужном объеме, достаточного для отдачи требуемого количества тепловой энергии. Поэтому в помещениях будет комфортный микроклимат.

Во время расчета электронасоса используют нормативные показатели для самого холодного периода. Когда вычисления выполняются для нагнетателя, который будет размещен в доме с одним или двумя этажами, тогда отдача тепла должна составлять от 173 до 177 Вт/м² при уличной температуре от -25 до -35 °C. Если же в здании больше уровней, нормативную теплоотдачу принимают равной 100 Вт/м².

При расчете циркуляционного насоса используют нормативные значения теплоотдачи

Эти нормы нужны, прежде всего, для вычисления мощности котла на газе, электричестве, жидком или твердом топливе. Если же необходимо узнать требуемую производительность или расход нагнетателя теплоносителя, тогда расчет насоса для отопления можно выполнить с помощью онлайн-калькулятора. Он позволит провести необходимые вычисления достаточно быстро и удобно. Специалисты же чаще для расчета используют проверенные формулы. В любом случае вычисления осуществляются на основе характеристик отопителя.

Если используется формула, тогда для расчета производительности нужно мощность котельного агрегата в Ваттах разделить на разницу температур в подающем и обратном трубопроводе. Данная дельта в реальности обычно составляет от 20 до 25 °C, потому что из котла выходит теплоноситель, нагретый до 80-95 °C. Когда же он возвращается, то его температура равна 60-70 °C.

Формула расчета производительности электронасоса (1,163 – коэффициент удельной теплоемкости воды)

Для подбора насоса недостаточно знать только его производительность. Необходимо еще вычислить напор нагнетателя, который нужен для преодоления гидравлического сопротивления трубопроводной внутридомовой отопительной системы. Он измеряется в метрах. Если гидравлическое сопротивление труб составляет 100 Па/м, тогда напор насоса должен быть равен 0,01 м. Это соотношение проще всего использовать для расчета характеристики.

При вычислении гидравлического сопротивления трубопроводной системы отопления не учитывают этажность дома. Это делается по простой причине – протяженность подающих труб обычно равна длине обратки. Гидравлическое же сопротивление вычисляется по специальным формулам. Они учитывают все особенности отопительного внутридомового контура.

Точное гидравлическое сопротивление системы отопления вычисляется по сложным формулам с учетом всех особенностей контура

Читайте также:
Циркуляционный насос для теплого пола: принцип работы и правила выбора

Существует также упрощенный способ вычисления гидравлического сопротивления:

  1. В 1 м прямого трубопровода образуется сопротивление 100-150 Па/м. Точное значение зависит от материала труб.
  2. Величину сопротивления увеличивают на 30%, если при создании отопительной сети использовались фитинги.
  3. Значение гидравлического сопротивления теплового внутридомового контура возрастает на 20% при использовании в системе трехходового смесителя.

Для расчета по упрощенному варианту сначала замеряют длину всех труб. Потом полученное значение умножают на нормативную величину гидравлического сопротивления на прямых участках системы. После этого прибавляют потери на фитингах и смесительном устройстве к базовому результату. Если отопительная система представляет собой однотрубную сеть, а на батареях установлены терморегуляторы, тогда гидравлическое сопротивление увеличивают еще на 70%.

Часто гидравлическое сопротивление системы отопления вычисляют по упрощенной методике

Важно! Расчет циркуляционного насоса для системы отопления по упрощенной схеме не позволяет получить точный результат, так как во время вычислений не учитывается большое количество факторов. Причем люфт итогового значения достаточно большой. В такой ситуации рекомендуется устанавливать электронасос с возможностью регулировки скорости. Это устройство позволит выполнить подбор оптимальных параметров, но только если оно будет работать в постоянном режиме.

Видео описание

В этом видеоролике рассказывается о конструкции и принципе работы электронасоса для циркуляции теплоносителя:

Другие параметры для подбора циркуляционного электронасоса

Для точного выбора насоса, обеспечивающего циркуляцию теплоносителя в отопительной системе, недостаточно только рассчитать требуемую его производительность и напор. При подборе еще нужно учитывать другие важные параметры нагнетателя.

Рабочее давление

Давление в системе отопления частных домов составляет чаще не более 2 атм. Чтобы подобрать необходимый насос с учетом этого параметра, нужно предварительно выполнить расчет требуемого напора. Если вычисления будут проведены правильно, тогда нагнетатель обеспечит нужное давление в сети.

Рабочая температура

Когда выбирается насос, всегда изучается его документация. Она позволяет узнать температуру теплопереносящей среды, с которой сможет работать устройство. В документации к бюджетным моделям часто указывается завышенный параметр. Например, если обозначено 90 °C, тогда реальное значение может составлять 70 или 80 °C.

Видео описание

В данном видеоматериале рассказывается о расчете напора и производительности циркуляционной модели электронасоса:

Для обеспечения безаварийной работы системы отопления профессионалы рекомендуют домовладельцам устанавливать качественное и надежное оборудование для циркуляции теплоносителя. Такие нагнетатели способны перемещать жидкость с температурой от 110 до 130 °C. Их цена выше, чем у бюджетных моделей, но у них срок службы значительно больше.

Количество скоростей

Если предварительный расчет выполнен правильно, тогда неважно, какое количество скоростей у циркуляционного насоса. Несмотря на это, специалисты советуют выбирать трехрежимные устройства. С их помощью можно уменьшить потребление энергии и даже снизить уровень шума.

Защитные системы

Дольше всего работают циркуляционные насосы, которые оснащены автоматической защитой. Такие системы исключают перегрев нагнетателей, так как выключают их, если у электрических двигателей существенно повышается температура.

Автоматика также предотвращает сухой ход устройств с мокрым ротором. Благодаря прекращению работы насоса не выходит из строя его электродвигатель, не ломается крыльчатка и остаются целыми уплотнители.

Видео описание

Пример автоматики для циркуляционного насоса показан в этом видео:

Конструкционное исполнение

Под этим понятием подразумевается материал изготовления, размеры патрубков и корпуса в целом. При производстве циркуляционных насосов сегодня применяют чугун и пластик. Оба материала используют для изготовления корпусов. Чугунные модели отличаются продолжительным сроком службы, высокой прочностью и хорошим отводом тепла от электродвигателя. Устройства в пластиковом корпусе обычно устанавливают в местах, в которых низкая вероятность механического повреждения.

На заметку! Циркуляционные насосы выбирают со штуцерами, диаметр которых соответствует аналогичному размеру подключаемых труб.

Маркировка циркуляционного электронасоса

Из маркировки насоса можно узнать все параметры, которые необходимы для его подбора:

  • вид нагнетателя (UP – циркуляционная модель);
  • способ регулирования скорости (E – частотное переключение, S – ступенчатая регулировка, без обозначения – односкоростная модель);
  • диаметр штуцеров (мм);
  • напор (м);
  • установочный размер.

Видео описание

В видео рассказывается об основных ошибках во время подбора циркуляционного электронасоса:

Расчет циркуляционного насоса для системы отопления: подбор по напору и расходу, формулы, примеры

Коротко о главном

Конструкция циркуляционного отопительного насоса состоит из корпуса, ротора, крыльчатки с лопатками, уплотнителей, электросхемы. За счет вращения турбинного колеса осуществляется движение теплоносителя. Производители выпускают насосы с ротором в мокром и сухом исполнении. У первой разновидности роторные детали работают в теплопереносящей среде, а во втором случае – у них отсутствует контакт с теплоносителем. Выпускаются также модели с 1, 2, 3 и 4 скоростями.

Такие насосы применяются в закрытых и открытых отопительных контурах, а также в напольном обогреве. Расчеты нагнетателей выполняются для определения их производительности и напора. Вычисляют эти параметры с помощью онлайн-калькулятора и специальных формул. При подборе оборудования еще учитывают рабочую температуру и давление, а также количество скоростей, наличие защитных систем и конструктивное исполнение. Основные параметры всегда можно узнать из маркировки устройств.

Источник https://indclimat.ru/circulator-heat-pump-how-to-choose-1/

Источник https://stankidarom.ru/nasosy/raschet-tsirkulyatsionnogo-nasosa-dlya-sistemy-otopleniya-podbor-po-naporu-i-rashodu-formuly-primery.html

Источник https://m-strana.ru/articles/raschet-tsirkulyatsionnogo-nasosa-dlya-sistemy-otopleniya-kalkulyator/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: